Reducción del consumo de energía del centro de datos Ocho métodos extremos revelados

Debido a la recesión económica actual, los gerentes de centros de datos deben cumplir con las exigentes necesidades comerciales con presupuestos de financiamiento limitados. Han estado haciendo todo lo posible para reducir los costos operativos, y actualmente los costos operativos de centro de datos de más rápido crecimiento, la mayor parte de los cuales son los costos de energía, y la mayor parte de esta energía es consumida por los servidores y los sistemas de refrigeración.

Desafortunadamente, la mayoría de las tecnologías eficientes de ahorro de energía de hoy en día requieren una inversión inicial considerable y tendrán resultados en unos pocos años. Sin embargo, las personas han descuidado algunas tecnologías que requieren poco costo porque parecen poco realistas o demasiado extremas. Los ocho métodos de ahorro de energía que hemos enumerado a continuación se han probado en el entorno real del centro de datos y han demostrado ser muy efectivos. Algunos de estos métodos casi no requieren inversión y se pueden usar de inmediato. Otros métodos pueden requerir algo de financiamiento, pero el rendimiento del ciclo de inversión es más corto que el rendimiento tradicional de los gastos de capital de TI.

La eficiencia energética del centro de datos se mide por la eficiencia energética (PUE), lo que significa que cuanto más bajo sea el valor, mejor. 1.0 es un valor ideal. PUE se refiere a la relación entre el consumo total de energía del centro de datos y el consumo de energía convertido en una tarea de computación efectiva. 2.0 significa que solo 1 vatio de los 2 vatios de potencia de entrada al centro de datos se ingresa al servidor, y la energía perdida se convierte en calor, lo que hace que el sistema de enfriamiento tradicional del centro de datos consuma energía para disipar el calor.

Es posible que las siguientes técnicas no reduzcan su PUE, pero puede evaluar su eficiencia revisando las facturas mensuales. Ahorrar dinero es el verdadero propósito.

Entre los métodos que enumeramos, no puede encontrar energía solar, eólica o de hidrógeno. Debido a que estas fuentes de energía alternativas requieren una gran inversión en tecnología avanzada. En la actual crisis económica, esto es, sin duda, incapaz de lograr ahorros de costos de inmediato. Por el contrario, los siguientes ocho métodos no requieren ninguna otra tecnología complicada que no sean ventiladores, ventilación y tuberías.

Estos 8 métodos son:

Método 1 de ahorro de energía extrema: aumentar la configuración de la temperatura. Puede utilizar este método de ahorro de energía más simple esta tarde: aumente la configuración de temperatura del termostato del centro de datos. La sabiduría tradicional es que la temperatura del centro de datos debe establecerse por debajo de 68 grados Fahrenheit. En general, se cree que este ajuste de temperatura puede prolongar la vida útil del dispositivo, y el administrador puede obtener más tiempo de reacción en caso de que falle el sistema de enfriamiento.

Pero la experiencia nos dice que si falla un componente del servidor, especialmente si falla el disco duro, la temperatura de funcionamiento aumentará. Pero en los últimos años, la economía de TI ha cruzado un umbral importante: los costos operativos del servidor a menudo superan los costos de adquisición. Esto hace que la prioridad de reducir los costos operativos sea mayor que la protección del hardware.

En la conferencia GreenNet del año pasado, el "Green Energy Tsar" de Google, Bill Weihl presentó la experiencia de Google en la mejora de la configuración de la temperatura del centro de datos. Dijo que 80 grados Fahrenheit es la nueva temperatura de ajuste segura. Sin embargo, su centro de datos debe cumplir primero un requisito previo simple: aislar el aire de enfriamiento para enfriar del aire caliente generado al enfriar tanto como sea posible, y si es necesario, use cortinas de plástico grueso o paneles de aislamiento.

Aunque Google dice que 80 grados Fahrenheit es una temperatura segura, la experiencia de Microsoft nos dice que podemos establecer la temperatura más alta. El centro de datos de Microsoft en Dublín, Irlanda, utiliza un modo de "no enfriador", que utiliza aire exterior gratuito para la refrigeración, y la temperatura del aire de entrada del servidor es de 95 grados Fahrenheit. Se debe tener en cuenta que a medida que aumenta la temperatura establecida, se producirá un punto de disminución de los rendimientos, ya que el aumento en la velocidad del ventilador del servidor dará como resultado un aumento en el consumo de energía.

Método 2 de ahorro de energía extremo: apague el servidor que no esté en uso. La virtualización nos muestra el ahorro de energía al permitir que los procesadores, los discos duros y la memoria no se utilicen. Entonces, ¿por qué no apagar todo el servidor? ¿Es la "flexibilidad comercial" provocada por el servidor en un estado listo igual al costo de energía que consumen? ¿Ha encontrado algo que pueda apagar el servidor y, si lo hace, obtendrá el valor de consumo de energía más bajo de -0, al menos para el servidor? Sin embargo, lo primero que debe enfrentar es las objeciones planteadas por esos disidentes.

A menudo piensan que el reinicio reducirá la vida útil promedio del servidor, ya que el voltaje se cargará en algunos componentes que no son de conexión en caliente, como los capacitores de la placa base. Esta idea ha demostrado ser errónea: la realidad es que los componentes del servidor son los mismos que los utilizados por algunos dispositivos de inicio frecuente, como los automóviles y los dispositivos médicos. No hay evidencia de que los inicios frecuentes reduzcan el MTBF del servidor (tiempo medio entre fallas).

El segundo error es que el inicio del servidor lleva mucho tiempo. En este caso, puede reducir el tiempo de inicio desactivando la comprobación de diagnóstico al inicio, iniciando desde la imagen del disco duro y utilizando algunas de las funciones de inicio rápido del hardware.

La tercera objeción es: si tenemos que iniciar un servidor para acomodar el aumento de carga, entonces el usuario no quiere esperar, sin importar qué tan rápido sea el arranque. Sin embargo, incluso si la aplicación es muy lenta, la mayoría de las arquitecturas de aplicaciones no rechazarán a los nuevos usuarios, por lo que los usuarios no son conscientes de que están esperando que se inicie el servidor. Resulta que, cuando la aplicación se ve afectada por el número de usuarios, siempre que el usuario pueda enviar el mensaje "Estamos iniciando más servidores para aumentar la velocidad de su aplicación", el usuario está dispuesto a esperar.

Método de ahorro de energía extremo 3: use aire exterior libre para enfriar. Un ajuste más alto de la temperatura del centro de datos lo preparará para el segundo método de ahorro de energía, el llamado enfriamiento por aire libre. Este método utiliza una temperatura más baja fuera del aire como fuente de aire de refrigeración, eliminando la necesidad de refrigeradores costosos, que utilizan los centros de datos de Microsoft en Irlanda. Si intenta mantener la temperatura a 80 grados Fahrenheit y el aire exterior es de solo 70 grados Fahrenheit, simplemente inserte el aire exterior en el centro de datos para enfriarlo.

En comparación con el Método 1, este método requiere un poco de esfuerzo. Debe reorganizar los conductos de ventilación para permitir que el aire exterior sople en el centro de datos. Además, se requiere equipo de seguridad básico como filtros de aire, secadores, compuertas contra incendios y sensores de temperatura para garantizar que el aire externo no dañe los equipos electrónicos delicados.

En la prueba, Intel redujo con éxito el consumo de energía en un 74% mediante el uso de refrigeración por aire externo. De los dos conjuntos de servidores, el primer grupo usó un enfriador convencional para enfriarse, y el segundo grupo usó un sistema de enfriamiento por aire externo combinado con un enfriador para enfriar los dos grupos de servidores durante diez meses. Entre ellos, el segundo grupo de servidores utilizó el 91% del tiempo para utilizar la refrigeración por aire externo. Intel descubrió que se acumulaba una gran cantidad de polvo en el servidor mediante el enfriamiento por aire externo, lo que indica que el sistema necesita instalar un filtro de impureza de partículas finas además del filtro de impurezas de partículas grandes. Además, debido a la frecuente sustitución del filtro, es necesario usar un filtro que sea fácil de limpiar y se pueda usar repetidamente en el uso real.

A pesar de la gran cantidad de polvo y las grandes variaciones de temperatura, Intel descubrió que las tasas de fallas de los servidores que utilizan enfriamiento por aire externo no aumentaron. En consecuencia, tomando como ejemplo un centro de datos de 10 megavatios, los costos de enfriamiento se pueden ahorrar en $ 3 millones por año y 76 millones de galones de agua. En algunas áreas, el precio del agua es muy alto.

Método de ahorro de energía extremo 4: calentar la oficina con aire caliente generado al enfriar el centro de datos. Puede duplicar el ahorro de energía al calentar la oficina con aire caliente proveniente del enfriamiento del centro de datos. De manera similar, puede utilizar el aire de temperatura relativamente baja en la oficina para enfriar el centro de datos. En el clima frío, puede obtener suficiente calefacción. Al mismo tiempo, la demanda adicional de aire de refrigeración en el centro de datos se puede obtener completamente desde el exterior.

A diferencia de la refrigeración por aire externo, es posible que ya no necesite el sistema de calefacción actual. En otras palabras, ya no necesita una estufa que sea tan alta como una sola persona. No tiene que preocuparse por las sustancias nocivas que emite la electrónica del centro de datos cuando genera calor. Los servidores actuales que cumplen con la Directiva sobre restricción del uso de ciertas sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos (RoHS) ya no utilizan materiales como cadmio, plomo, mercurio y compuestos polibromados que contaminan el medio ambiente.

Al igual que con el enfriamiento de aire externo, la única tecnología que necesita es la experiencia en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC): ventiladores, conductos de ventilación y termostatos. Encontrará que su centro de datos puede proporcionar suficiente calor para reemplazar el sistema de calefacción tradicional. El centro de datos de IBM en Uitikon, Suiza, proporciona calefacción gratuita para los residentes locales, ahorrando costos de energía equivalentes a los costos de calefacción de 80 hogares. TelecityGroup Paris incluso suministra aire caliente desde el enfriamiento del centro de datos para suministrar invernaderos para apoyar la investigación del cambio climático.